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“風(fēng)電制氫”將成下一個(gè)風(fēng)口!

光伏們發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 09:01:25

站在2030年建成12億千瓦、2060年碳中和的國家戰(zhàn)略當(dāng)口,我國的風(fēng)電發(fā)展還缺少機(jī)遇嗎?

事實(shí)上,在“30 60”這樣可遇不可求的歷史機(jī)遇中,以風(fēng)電為代表的可再生能源最大的掣肘是消納能力的提升??稍偕茉创笠?guī)模發(fā)展的前提,取決于多元化消納渠道與消納方式的拓展。在降低度電成本的同時(shí),延伸產(chǎn)業(yè)鏈條,采取如可再生能源制氫、多電源一體化建設(shè)、微電網(wǎng)直供電等模式,提高消納能力,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)整體效益的提高。

在氫能被推上風(fēng)口的今天,氫能產(chǎn)業(yè)也成為可再生能源更大規(guī)模發(fā)展的必要的手段。

燃料電池對(duì)風(fēng)電的帶動(dòng)作用

近日這樣一條信息在業(yè)內(nèi)傳播:12月13日晚間,吉電股份與國家電投氫能科技公司簽署協(xié)議,雙方將利用各自優(yōu)勢,共同開拓氫能市場,圍繞燃料電池推廣應(yīng)用、PEM 制氫設(shè)備研發(fā)制造等開展廣泛合作引導(dǎo)和推動(dòng)燃料電池、PEM制氫等關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

協(xié)議中提到的“PEM 制氫”即水電解制氫技術(shù)。而吉電股份作為國家電投旗下控股公司,截止2020年上半年,其新能源裝機(jī)422.22萬千瓦,這或許就是雙方開展優(yōu)勢合作的前提。

可再生能源制氫可以簡單得理解為“風(fēng)光發(fā)電—電解水—制氫制氧—?dú)淠堋獞?yīng)用”流程。根據(jù)國際氫能專委會(huì)預(yù)測,到2030年,氫能在交通領(lǐng)域的應(yīng)用將達(dá)到17%的份額,在熱電聯(lián)產(chǎn)中將達(dá)到19%。從我國近年來對(duì)于新能源汽車的政策支持來看,交通領(lǐng)域應(yīng)用已成為目前氫能發(fā)展的強(qiáng)勁動(dòng)力。

電能作為燃料電池的上游產(chǎn)業(yè),此前業(yè)內(nèi)存在諸多“棄風(fēng)電量制氫”的呼吁,但隨著三北地區(qū)棄風(fēng)棄光率的逐年下降,以及外送通道的落實(shí),使得“棄電”已不僅是“綠氫”最具價(jià)值的選擇。而從更大的規(guī)模上促使氫能產(chǎn)業(yè)與可再生能源聯(lián)合的“雙打”模式無疑是一個(gè)即落實(shí)了消納又能促進(jìn)能源轉(zhuǎn)型的雙贏選擇。

數(shù)字顯示,以千萬千瓦風(fēng)電基地1小時(shí)生產(chǎn)1000萬千瓦時(shí)的電量、5千瓦時(shí)電能產(chǎn)生1立方米氫氣來計(jì)算,千萬千瓦風(fēng)電基地1小時(shí)可以生產(chǎn)200萬立方米氫氣,相當(dāng)于24000噸優(yōu)質(zhì)煤炭熱值的能量。

有業(yè)內(nèi)專家指出,如果將全球最大的風(fēng)電開發(fā)商國家能源集團(tuán)(截至2019年底國家能源集團(tuán)風(fēng)電裝機(jī)超4000萬千瓦)的風(fēng)電所發(fā)電量全部用來制氫,按照當(dāng)前燃料電池汽車每天消耗量來看,也僅能供20萬-25萬輛車使用。

根據(jù)2019年《中國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)白皮書》顯示,氫能將成為中國能源體系中的重要組成部分,若2050年氫能應(yīng)用達(dá)到10%,則需氫氣量約6000萬噸,氫能在交通運(yùn)輸和工業(yè)領(lǐng)域得到普及應(yīng)用,氫燃料電池車將達(dá)到500萬輛/年。如此看來,燃料電池產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大對(duì)上游可再生能源發(fā)電的帶動(dòng)無疑是巨大的。

正在起飛的產(chǎn)業(yè)

2020年9月,財(cái)政部等四部委發(fā)布《關(guān)于開展燃料電池汽車示范應(yīng)用的通知》,在燃料電池汽車示范城市申報(bào)指南中明確規(guī)定了氫的來源問題,鼓勵(lì)低碳?xì)?,?dāng)然也包括可再生能源制氫。

可以說,相對(duì)于化學(xué)制氫、煤炭制氫,可再生能源制氫解決的是碳排放的問題,而氫能屬于二次能源,具有零碳排放的顯著優(yōu)勢。隨著上游電源成本的進(jìn)一步下降,氫能成本也隨之降低,無論是從減碳角度,還是從產(chǎn)業(yè)發(fā)展來講,未來風(fēng)電制氫都將是行業(yè)發(fā)展的重要趨勢之一。

目前國際上已不乏海上風(fēng)電制氫的項(xiàng)目案例,如全球首個(gè)海上風(fēng)電制氫示范項(xiàng)目荷蘭PosHYdon風(fēng)電場,以及全球首個(gè)商業(yè)化海上風(fēng)電制氫項(xiàng)目Hyport Oostende。在由全球能源巨頭沃旭投資建設(shè)的1.4GW的Hornsea2海上風(fēng)電場中,部分海上風(fēng)電轉(zhuǎn)化為氫能,為英格蘭北部的一家石油和天然氣廠提供動(dòng)力。

在國內(nèi),張家口已經(jīng)成為我國氫能產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)和應(yīng)用的標(biāo)桿城市,其氫燃料電池整車制造等上下游產(chǎn)業(yè)配套、以氫燃料電池為重點(diǎn)的全產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)形成。據(jù)最新報(bào)道顯示,目前張家口全市已投運(yùn)氫燃料電池公交車244輛,是全國燃料電池汽車運(yùn)行數(shù)量最多、最穩(wěn)定的城市之一,在氫能示范應(yīng)上處于國內(nèi)領(lǐng)先地位。

依托優(yōu)越的風(fēng)電資源,待張家口當(dāng)?shù)睾g隊(duì)枴⒔ㄍ豆猎粗茪漤?xiàng)目二期等項(xiàng)目投產(chǎn)后,2021年底張家口日制氫能力可達(dá)38噸。

市場空間巨大

燃料電池汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性決定了使用成本。如果說大力發(fā)展可再生能源制氫唯一的問題是成本的話,那么隨著風(fēng)、光發(fā)電的度電成本逐年降低,可再生能源與氫能這兩個(gè)產(chǎn)業(yè)將很快具備緊密耦合的條件。

專家介紹稱,按照當(dāng)前市場氫氣價(jià)格60-70元/公斤計(jì)算,電解水制氫的電費(fèi)需要控制在0.3元/千瓦時(shí)以內(nèi),才能實(shí)現(xiàn)氫氣的經(jīng)濟(jì)性。在BNEF最新發(fā)布的“2020年下半年各類電源LCOE”中,新建陸上風(fēng)電項(xiàng)目全球基準(zhǔn)LCOE為41美元/兆瓦時(shí),約等于0.26元/千瓦時(shí)。隨著國內(nèi)平價(jià),陸上風(fēng)電的LCOE基準(zhǔn)還將繼續(xù)降低。

2020年10月,由工信部指導(dǎo),中國汽車工程學(xué)會(huì)聯(lián)合汽車行業(yè)1000多名專家共同修訂編制的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0版》發(fā)布,路線圖要求,2025年燃料電池汽車應(yīng)用達(dá)到5萬-10萬輛,并打造1000座加氫站。

以此目標(biāo)為基準(zhǔn),高工產(chǎn)研氫電研究所(GGII)預(yù)計(jì),2025年中國氫燃料電池汽車運(yùn)行對(duì)應(yīng)的氫氣年需求量約達(dá)49萬噸。如果以“綠氫”做為低碳發(fā)展主力的話,意味著“十四五”期間將會(huì)迎來風(fēng)電制氫產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展階段。

來源:北極星風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)

作者:冉小冉


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